酵素在农业领域的应用

柳中浩，张福顺,2

(1.黑龙江大学现代农业与生态环境学院，哈尔滨 150080；2.农业农村部甜菜品质监督检验测试中心，哈尔滨 150080)

0 前言

酵素在我国有着悠久的历史，据我国古代史料记载，早在《黄帝内经》中便有“醍醐治百病”一说，此“醍醐”的本质便为现代意义的酵素。发展至今，我国生物酵素的相关研究和应用已经取得很多成果。同时不可避免的存在着一些突出的制约性因素和问题。例如，对于物料的最优化选择、酵素生产的关键技术环节及其应用的重点领域、投放市场上的产品品质和质量良莠不齐等问题都亟待解决。

近年来许多酵素产品作为保健食品在市场上已经屡见不鲜，因其具有丰富的营养成分，受到许多消费者的亲睐。酵素对农作物和动物更有着很好的营养补充作用，对植物来说，酵素肥料能使植物更好地生长发育，且不会对生态环境造成污染；对于动物来说，酵素饲料能提高动物的消化率，进而提高饲料报酬率。所以，酵素的研究和应用具有很大的价值，研究空间也十分广阔。

1 酵素的特点

酵素通常是指以动物、植物和微生物菌类等为原料，经自然或人工发酵制取得到的含有特定的生物活性物质的产品。因为酵素是以动物、植物以及微生物菌类为原料发酵而来，所以其含有发酵原料本的多种维生素、多酚、黄酮、酶等营养物质的同时，还含有通过自然发酵或人工发酵产生新的活性成分物质，营养成分更为丰富；酵素中的活性小分子物质更容易为机体吸收，调节机体的新陈代谢；酵素产品大多安全稳定，其制成的酵素肥料施用方便,可以作为基肥(追肥、底肥、钟肥)、冲施肥、叶面肥等，施用便捷，且制取物料多为植物，对于生态环境污染小、安全性及稳定性好；酵素可改良土壤环境及微生物群落，防止土壤板结；对病虫草鼠害有一定防治作用，且有机质的含量丰富，能及时补充作物所需的营养元素，促进作物的生长发育和促进茎秆健壮，增加干物质的积累，增进作物结实率的提高。

2 酵素对农业生产的作用

2.1 酵素能够提高作物结实率，提升作物的产量

酵素中不仅含有作物生长发育所需的氮、磷、钾等必需元素，而且含有大量维生素、多酚、萜类、木质素、类黄酮、鞣质等活性物质，必需元素与活性物质相互作用，能够促进作物生长发育，对提高作物结实率进而提高作物产量具有一定的积极作用。相关研究表明，施用酵素的营养液能够使得根系深扎，活力强，植株健壮，同时还可增强光合作用，加强养分积累，增产显著。根据李洁等的研究，植物酵素对黄瓜的生长具有明显的促进作用，能显著降低黄瓜的发病率，增产23.49%。

2.2 酵素能够使作物更好利用农业资源

酵素营养液根据作物的生态和生理特性，能够使作物既有利于利用农药、化肥、农机等社会资源，又有利于充分利用太阳光、水、热、气和土等自然资源。又据相关统计，喷施酵素营养液能使农作物对太阳能和其他辅助能的利用率提高18.2%。

2.3 酵素能够改善作物的品质

衡量作物品质的指标是其所结的果实中含有淀粉、维生素、还原糖和蔗糖等可溶性糖、有机酸、单宁、酯类、以及果胶的相关含量。酵素营养液中的有效活性物质能够提高果实中蛋白质、糖类、维生素等营养物质的含量。根据武汉市农业科学院蔬菜研究所黄兴学等的研究，喷施植物酵素对苋菜的生长具有促进作用，改善了苋菜蛋白质、可溶性糖和维生素C含量等品质指标，增加了17.7%。

2.4 酵素能够对防治病虫草鼠害产生一定作用

长期以来，化学防治一直在作物病虫草鼠害的防治中起着主导作用，随着农业生产对农药的日渐依赖，施药者时常任意提高施药浓度、增加施药次数，这些不合理的用药现象普遍存在。酵素营养液中含有许多有益的微生物菌群，能够对防治农作物病虫草鼠害起到一定积极作用。根据谌江华等的研究，大蒜、洋葱和生姜的发酵液对朱砂叶螨的趋避作用较好，分别达到68.0%，53.3%和52.3%。

2.5 酵素能够改良土壤结构，使作物均衡利用土壤养分

作物的生长发育、抗逆、抗害和优质高产都需要有一个适宜的土壤结构，利于调节水气矛盾，及时通气排水，调节水肥供应，实现保水保肥，并有利于根系在土壤中穿插等。酵素营养液中的多种有机活性物质可使表层的土壤松散，做到土肥相融合，实现土肥一体，连续增加土壤中的有机胶结质，对改良土壤结构，是作物均衡利用土壤中的养分，促进水稳性团粒的形成有十分重要的意义。连续使用酵素营养液，可以不断补充有机质，供给形成团粒结构的物质。很多优质高产田的耕作层均具有良好的团粒结构和较高肥力特性。根据李丝丝等的实验研究，施用环保酵素可使土壤中有效磷的含量最多增长15.99%。

3 展望

3.1 加强对酵素营养液的应用性和前瞻性研究，深入地研究以植物、动物以及微生物为原料的发酵机理。掌握自然发酵和人工发酵过程中化学反应的区别，研究物料在发酵过程中的变化，通过研究不同物料配比下的发酵效率，选取最优化的物料配比。

3.2 通过优化酵素发酵的工艺流程，使其生产逐渐向专业化和规模化发展。由于市场消费等级和消费水平的提高，使酵素生产行业的规范度和集中度提升，对农业的贡献度也会不断地增强。

3.3 尽管酵素行业在国内处于发展初期，目前深入人心的本土酵素品牌较少。但是随着消费者对酵素产品的认识加深，对其功效更加了解，以及行业规范程度的提升，国内酵素生产企业有望依据本土丰富的蔬菜、水果、茶以及草药作为原料来生产具有中国民族特色的酵素产品，消费者对自主生产的酵素产品也更加认可。因此我们可以期待的是，未来将有大批自主品牌应用于农业生产领域。

3.4 通过研究酵素营养液各种有机质含量、微生物菌类群落对作物生长发育、防治病虫草鼠害、提高作物品质、改良土壤等影响，建立不同种类酵素营养液产品质量标准，实现酵素产品专业化、标准化生产。

3.5 通过探究酵素最佳的制备工艺流程，为改进酵素产品的加工工艺提供理论依据，对实现酵素资源的高效利用和发酵工艺的优化具有重要意义。通过研发发酵、存储、施用等标准化设备，实现从发酵到应用的规模化、专业化、标准化、集约化生产。

3.6 发展多种功效的酵素产品，比如环保植物酵素、食用植物酵素和日化植物酵素(可用作洗涤剂)等。酵素产品的种类会更加细化，分类标准也会更加详细合理。